BÁO CÁO GỐM SỨ:
VẬT LIỆU MAGNETIC CERAMIC
Nhóm 9:
1). Huỳnh Đặng Hoàng Mai MSSV: V0704297
2). Nguyễn Lâm Long Vân MSSV: V0702909
3). Trương Diệu Tông MSSV: V0704525
4). Nguyễn Văn Phước MSSV: V0701899
Hình 1: Một ứng dụng của vật liệu từ - Ghi/đọc trong ổ cứng
máy tính.
BÁO CÁO GỐM SỨ: VẬT LIỆU MAGNETIC
CERAMIC
I. SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ:
Chúng ta vẫn thường xuyên bắt gặp các vật liệu sắt từ trong cuộc sống, và những
tính chất của nó khiến ta lý thú và tò mò, ví dụ như nam châm có thể hút sắt, hay các
lõi biến thế sao lại phải là các lá thép mỏng, rồi các nam châm điện, hay các ổ đĩa
cứng Chúng đều có các vật liệu sắt từ trong đó. Có thể nói vật liệu sắt từ là một
trong những vật liệu kỹ thuật quen thuộc nhất mà chúng ta thuờng nhìn thấy, nhưng
hiểu một chút về nó, không phải ai cũng rõ.
Lịch sử của từ học được bắt đầu từ khi người Trung Hoa cổ đại phát hiện ra các đá
từ thạch có khả năng định hướng Nam- Bắc, và có khả năng hút các vật bằng sắt.
Nghiên cứu về từ học được mở ra vào thế kỷ 18 khi Girlbert viết cuốn sách về
Điện và Từ, sau đó là thí nghiệm về sự tương tác giữa từ trường và dòng điện (của
Oersted, các công trình của Ampere và Faraday ) Các nghiên cứu về từ học và các
vật liệu từ thực sự phát triển như vũ bảo ở thế kỷ 20, và vật liệu từ đã thực sự được
đưa vào ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống và sản xuất.
II. NGUỒN GỐC TỪ TRƯỜNG:
Nói một cách đơn giản, dòng điện là nguồn gốc của từ trường hay nói một cách
bản chất, chuyển động của các điện tích là nguồn gốc của từ trường. Mỗi điện tích
chuyển động sinh ra một từ trường, hay một lưỡng cực từ (tạo thành một mômen từ,
xem hình). Mômen từ của một nguyên tử sinh ra có thể do 2 nguyên nhân:
- Chuyển động quỹ đạo của các điện tử (mômen quỹ đạo L).
=
là hằng số từ, hay độ từ thẩm của chân
không. Đơn vị của B là T (Tesla) trong hệ SI, còn hệ CGS, đơn vị của B là G (Gauss),
1 T = 10000 G. Trong hệ CGS, hằng số µ
0
có giá trị là 1, vì thế 1 G = 1 Oe. Ta chú ý
rằng, quan hệ B = µ
0
.H là trong chân không, còn trong một môi trường bất kỳ, còn
phải nhân 1 hệ số của môi trường khác gọi là độ từ thẩm. Dưới đây là ví dụ về cảm
ứng từ B của một số nguồn từ:
+ Từ trường của nam châm móng ngựa: 500G-1000G.
+ Từ trường của nam châm đất hiếm ( rất mạnh và khá đắt tiền): 0,75-1.4T.
+ Từ trường của các nam châm điện trong các từ kế (từ trường 1 chiều DC): 2.5T.
+ Từ trường của nam châm siêu dẫn: 5-9T.
+ Từ trường xung: 9-15T.
+ Từ trường Trái đất: 0,5G
Chú ý là từ trường 1 T là khá lớn so với các từ trường thông thường mà ta gặp
trong cuộc sống.
4. Momen từ (Magnetic moment): Là thước đo độ mạnh yếu của nguồn từ, là độ
lớn của vectơ lưỡng cực từ, có đơn vị là I.m
2
.
5. Từ thông (Magnetic flux): Chỉ số đường sức qua một tiết diện của vật, được
tính bằng tích vô hướng của vecto cảm ứng từ B và véc tơ diện tích S.
6. Độ từ hoá, hay từ độ (Magnetization): Là tổng các mômen từ trong một đơn
vị thể tích (có cùng đơn vị với từ trường H), hay có thể dùng là tổng mômen từ trên
một đơn vị khối lượng.
Ta có quan hệ giữa B, H và M như sau:
B = µ
8
Maxwell
Cảm ứng từ T 10
4
G
Cường độ từ trường A/m 4π/1000 Oe
Độ từ hóa A/m 1/1000 emu/cm
3
Mômen từ A.m
2
1000 emu
Độ từ thẩm H/m
2
10
7
/4π
IV. TÍNH CHẤT:
Hai tính chất quan trọng của vật liệu từ là nhiệt độ Curie và hiện tượng trễ.
1. Nhiệt độ Curie: là nhiệt độ mà tại đó, chất bị mất trật tự từ, và khi T > T
C
, chất
trở thành thuận từ và khi T < T
C
, chất là sắt từ. Nhiệt độ C được gọi là nhiệt độ chuyển
pha sắt từ.
2. Hiện tượng từ trễ: là hiện tượng được
mô tả như sau: ở trạng thái khử từ, các mômen từ sắp
xếp bất trật tự làm cho vật sắt từ chưa có từ tính.
Hình 3: Nhiệt độ Curie của một số vật liệu
Nhưng nếu ta đặt vào một từ trường ngoài, mômen từ có xu hướng định hướng theo từ
O, Si, Bi, Pb, Cu, Au
Trên các màng mỏng đường cong từ trễ của màng mỏng sắt từ trên các đế Si dạng
chúi mũi xuống như sau:
Ta biết rằng màng mỏng là một lớp rất mỏng phủ trên đế Si nghịch từ. Mômen
từ của Si sẽ âm và lớn dần trong từ trường, còn mômen từ của màng là dương và cũng
tăng dần. Trong từ trường nhỏ, tính sắt từ thắng nên ta thấy đường cong bình thường.
Nhưng khi từ trường lớn, mômen từ âm thắng thế, và đường cong ngày càng bị chúc
mũi xuống.
Ví dụ về độ cảm từ (χ) của một số chất:
Cu: χ = -0,94.10
-5
Pb: χ = -1,7.10
-5
Hình 6: Đường cong từ trễ của màng mỏng sắt từ FePt trên đế Si
đo bằng từ kế mẫu rung.
H
2
O: χ = -0,88.10
-5
2. Chất thuận từ (Diamagnetic substance)
Chất thuận từ là chất có mômen từ nguyên từ, nhưng mômen từ này cũng rất nhỏ,
có thể xem một cách đơn giản các nguyên tử của chất thuận từ như các nam châm nhỏ
(xem hình 7), nhưng không liên kết được với nhau (do khoảng cách giữa chúng xa và
mômen từ yếu).
Khi đặt từ trường ngoài vào chất thuận từ, các "nam châm" (mômen từ nguyên
tử) sẽ có xu hướng bị quay theo từ trường, vì thế mômen từ của chất thuận từ là
dương, tuy nhiên do mỗi "nam châm" này có mômen từ rất bé, nên mômen từ của chất
thuận từ cũng rất nhỏ. Hơn nữa, do các nam châm này không hề có tương tác với nhau
nên chúng không giữ được từ tính, mà lập tức bị
mất đi khi ngắt từ trường ngoài.
như thế, bản chất của tương tác trao đổi là tương tác tĩnh điện đặc biệt. Tương tác này
dẫn đến việc hình thành trong lòng vật liệu các vùng (gọi là các đômen từ - Magnetic
Domain) mà trong mỗi đômen này, các mômen từ sắp xếp hoàn toàn song song nhau
(do tương tác trao đổi), tạo thành từ độ tự phát - spontaneous magnetization của vật
liệu (có nghĩa là độ từ hóa tồn tại ngay cả khi không có từ trường). Nếu không có từ
trường, do năng lượng nhiệt làm cho mômen từ của các đômen trong toàn khối sẽ sắp
xếp hỗn độn do vậy tổng độ từ hóa của toàn khối vẫn bằng 0 (hình 9).
Hình 8: Ôxy lỏng (chất thuận từ) bị
hút vào cực của nam châm điện.
Hình 9: Các domain từ, trong các domain, mômen từ
hoàn toàn song song với nhau.
Nếu ta đặt từ trường ngoài vào vật liệu sẽ có 2 hiện tượng xảy ra:
- Sự lớn dần của các đômen có mômen từ theo phương từ trường.
- Sự quay của các mômen từ theo hướng từ trường.
Khi tăng dần từ trường đến mức đủ lớn, ta có hiện tượng bão hòa từ, lúc đó tất
cả các mômen từ sắp xếp song song với nhau và trong vật liệu chỉ có 1 đômen duy
nhất. Nếu ta ngắt từ trường, các mômen từ sẽ lại có xu hướng hỗn độn và lại tạo thành
các đômen, tuy nhiên, các đômen này vẫn còn tương tác với nhau (ta tưởng tượng
hình ảnh các nam châm hút nhau làm chúng không hỗn độn được) do vậy tổng mômen
từ trong toàn khối không thể bằng 0 mà bằng một giá trị khác 0, gọi là độ từ dư
(remanent magnetization). Điều này tạo thành hiện tượng trễ của vật liệu (xem hình
vẽ). Nếu muốn khử hoàn toàn mômen từ của vật liệu, ta cần đặt một từ trường ngược
sao cho mômen từ hoàn toàn bằng 0, gọi là lực khác từ (coercivity, hay coercive
field). Đường cong từ hóa (sự phụ thuộc của từ độ vào từ trường ngoài của chất sắt từ
khác với chất thuận từ ở chỗ nó là đường cong phi tuyến (của thuận từ là tuyến tính)
và đạt tới bão hòa khi từ trường đủ lớn (hình 10).
Hai đặc trưng cơ bản cần nhớ của chất sắt từ là (xem hình 10):
- Đường cong từ trễ (hysteresis loop).
- Nhiệt độ Curie T
C
- Tổn hao trễ sinh ra do sự mất mát năng lượng trong quá trình từ hóa, được tính bằng
diện tích của đường cong từ trễ. Do vậy, vật liệu sắt từ mềm "xin" có đường trễ càng
hẹp càng tốt.
- Tổn hao xoáy: sinh ra do các dòng Foucalt sinh ra trong trường xoay chiều làm nóng
vật liệu, năng lượng này tỉ lệ thuận với bình phương tần số từ trường, tỉ lệ nghịch với
điện trở suất của vật liệu. Điều này lý giải tại sao dù có phẩm chất rất cao, những lõi
tôn Si chỉ có thể sử dụng trong từ trường tần số thấp (thường là 50-100Hz) do chúng
có điện trở suất rất thấp, trong khi các ferrite lại sử dụng được trong kỹ thuật cao tần
và siêu cao tần dù có phẩm chất kém hơn nhiều (vì chúng là gốm, có điện trở suất rất
lớn, làm giảm tổn hao xoáy).
Tuy nhiên, một loại vật liệu từ mềm mới đã khắc phục điều này (như hình vẽ
trên là các vật liệu từ nanocrystalline như Fe-Si-B-Nb-Cu ). Chúng là các vật liệu có
cấu trúc nano, có tính chất từ siêu mềm (có lực kháng từ cực nhỏ, độ từ thẩm rất cao,
từ độ bão hòa cao), đồng thời lại có điện trở suất rất lớn (dù là các băng nền kim loại)
do cấu trúc đặc biệt của nó nên có thể sử dụng ở các ứng dụng cao tần cỡ từ kHz-
MHz. Loại vật liệu này được phát hiện ở cuối thế kỷ 20, và đưọc coi là vật liệu từ
mềm tốt nhất hiện này (ultrasoft magnetic materials), và là một chủ đề nghiên cứu
mạnh của Trung tâm Khoa học Vật liệu, ĐHKHTN và Viện Vật lý Kỹ thuật
(ĐHBKHN). Đặc biệt một số loại trong số các vật liệu này có thể sử dụng trong các
môi trường khắc nghiệt như chịu nhiệt độ cao (ứng dụng làm động cơ của máy bay
phản lực do khả năng chịu nhiệt độ cao, ở Mỹ đã làm rất nhiều), sử dụng trong các
môi trường ăn mòn như nước biển, kiềm
Cũng tương tự như sắt từ mềm, từ "cứng" trong cái tên của vật liệu này không phải
do cơ tính cứng của nó. Ngược với sắt từ mềm, sắt từ cứng là vật liệu khó từ hóa và
cũng khó bị khử từ (có nghĩa là từ tính có thể giữ được tốt dưới tác dụng của trường
ngoài). Một ví dụ đơn giản của vật liệu từ cứng là các nam châm vĩnh cửu.
Vật liệu từ cứng có lực kháng từ lớn (phải trên 10
2
Oe), nhưng chúng thường có từ
14
B như
(Nd
2
Fe
14
B, Pr
2
Fe
14
B ), R thường ký hiệu để chỉ các nguyên tố đất hiếm.Bảng 2 liệt kê
một số nam châm phổ biến.
Bảng 2:Từ dư (B
r
), lực kháng từ (H
c
) và tích năng lượng từ (BH)
max
của một số nam
châm.
Vật liệu B
r
(T) H
c
(MA/m) (BH)
max
(kJ/m
3
)
Ferrite Sr 0,43 0,20 34
nam châm đất hiếm ngoài không khí, chỉ một thời gian là chúng bị rã thành các bột.
- Nhiệt độ Curie thấp (312
o
C).
Trong thời gian gần đây, công nghệ nano phát triển, dẫn đến sự ra đời của một
loại nam châm từ cứng mới tổ hợp tính chất của 2 loại từ cứng và từ mềm, có thể khắc
phục các điểm yếu của nam châm tốt nhất (nam châm đất hiếm), có giá thành hạ và
cho phẩm chất cao hơn rất nhiều (như tính toán lý thuyết) nhưng chưa đạt được như
dự đoán. Loại nam châm này gọi là nam châm tổ hợp nano hay nam châm trao đổi đàn
hồi.
4. Siêu thuận từ (Superparamagnetic materials)
Nếu như trước đây, người ta coi thuận từ là các chất có từ tính yếu và ít có khả
năng ứng dụng thì gần đây, siêu thuận từ lại trở thành một "hot topic" trong từ học.
Siêu thuận từ là gì?
Ta hãy xem xét lại một chút về sắt từ. Một khái niệm cần biết trong sắt từ là "dị
hướng từ tinh thể" K, đó là năng lượng định hướng liên quan đến sự định hướng của
các mômen từ so với từ trường. Mỗi chất sắt từ có 1 trục dễ từ hóa và khó từ hóa.
Năng lượng để quay các mômen từ từ trục khó đến trục dễ gọi là năng lượng dị hướng
từ tinh thể, liên quan đến sự bất đối xứng về tinh thể (hiểu một cách đơn giản nhất là
năng lượng định hướng).
Một vật sắt từ được cấu tạo bởi một hệ các hạt (thể tích V), các hạt này tương tác
và liên kết với nhau. Giả sử nếu ta giảm dần kích thước các hạt thì năng lượng dị
hướng KV giảm dần, nếu ta tiếp tục giảm thì đến một lúc nào đó KV<<kT, năng
lượng nhiệt sẽ thắng năng lượng định hướng và vật sẽ mang hành vi của một chất
thuận từ. Đó là siêu thuận từ.
Các chất siêu thuận từ đang được quan tâm nghiên cứu rất mạnh, dùng để chế
tạo các chất lỏng từ (Magnetic Fluid) dành cho các ứng dụng y sinh. Đối với vật liệu
siêu thuận từ, từ dư và lực kháng từ bằng không, và có hành vi như chất thuận từ,
nhưng chúng lại nhạy với từ trường hơn, có từ độ lớn như của chất sắt từ. Điều đó có
nghĩa là, vật liệu sẽ phản ứng dưới tác động của từ trường ngoài nhưng khi ngừng tác
6. Ferri từ - Ferrimagnetic Materials
Nếu như chất phản sắt từ có 2 phân mạng từ đối song song và bù trừ nhau thì feri
từ có cấu trúc gần giống như vậy. Feri từ cũng có 2 phân mạng từ đối song song,
nhưng không có độ lớn như nhau nên không bù trừ hoàn toàn. Do vậy feri từ còn được
gọi là các phản sắt từ bù trừ không hoàn toàn. Ferrite là các feri từ điển hình. Chúng
có hành vi gần giống với các chất sắt từ.
7. Gốm Ferit:
Ferit là các vật liệu thành phần MeO.Fe
2
O
3
có tính chất từ trễ.
Hiện tượng từ trễ là hiện tượng bị chậm của biến đổi cảm ứng từ B trong chất sắt
từ so với sự biến đổi của cường độ từ trường H. Khi có một từ trường tác dụng mỗi
phần tử của vật thể có một moment từ. Khi không còn tác dụng của từ trường,
moment từ bị triệt tiêu với các vật liệu thông thường. Với vật liệu sắt từ, moment từ
còn tồn tại sau khi thôi tác dụng từ trường ngoài. Hiện tượng đó được gọi là là hiện
tượng từ trễ hay từ dư.
Đặc tính này của ferrit được giải thích như sau: moment từ vĩnh cửu của các ion
dưới nhiệt độ Curie tự sắp xếp theo hướng xác định trong các miền giới hạn (còn gọi
là “vùng từ hóa tế vi”- doment). Do các vùng này sắp xếp hỗn độn, nên các moment từ
của chúng triệt tiêu lẫn nhau và moment từ tổng bằng 0. Dưới tác dụng moment từ
trường ngoài, số lượng những vùng, định hướng theo hướng từ trường ngoài tăng, do
đó xảy ra sự phi tuyến khi từ hóa. Hằng số từ tăng tới maximum và sau đó lại giảm,
dần có sự định hướng khác. Khi cường độ từ tính đủ cao, từ trường sẽ bị bão hòa. Khi
từ trường ngoài giảm tới bằng 0, trong vật liệu có hiện tượng từ dư.
Hiện tượng từ dư được giải thích do sự tồn tại hiện tượng phân cực từ tính trong vật
liệu. Do cấu trúc của nguyên tử, ít nhất một trong các electron không cặp đôi, số
lượng các electron không cặp đôi làm tăng sự phân cực từ tính. Các ion nhóm kim loại
chuyển tiếp thỏa mãn điều kiện này là:
Co
2+
( có con số tương ứng là 3d
6
và 4)
Điều kiện tiếp sau là khả năng tự định hướng vào các vùng của một số tinh thể
có cấu trúc spinel. Cấu trúc Spinel A
2+
B
3+
2
O
4
trong đó A
2+
là Mg, Fe, Zn, Mn và B
3+
là Al, Fe, Mn, Cr. Oxy phân bố theo quy luật xếp cầu lập phương. A chiếm 1/8 số lỗ
hổng 4 mặt. B chiếm 1/2 số lỗ hổng 8 mặt. Vị trí của A và B như những ô mạng con
nối tiếp nhau trong cấu trúc. Cả hai ô mạng con này đều chứa các cation từ tính, các
moment từ này định hướng song song trong một ô mạng và ngược hướng nhau so với
ô mạng thứ hai. Moment từ của ô mạng là tổng hợp hai moment từ trái dấu này.
Ví dụ, với ferrit kẽm ZnFe
2
O
4
. Tất cả các ion kẽm nằm ở vị trí tứ diện và sắt ở
vị trí bát diện. Các ion kẽm Zn
2+
4
có tác dụng
làm sít chặt các ion hóa trị 2 khác (ví dụ: Ni
2+
,Mn
2+
) trong các ferrit ở vị trí tứ diện và
chính nó cũng có thể thế vào vị trí đó. Nhờ vậy tăng sự khác biệt moment từ của cả 2
ô mạng con kết quả là tăng mức bão hòa từ. Đồng thời do khoảng cách giữa các cation
từ tính cũng tăng, làm yếu đi tương tác hướng giữa chúng, nên nhiệt đô Curie giảm.
Ưu điểm cơ bản của các gốm ferrit so với kim loại là điện trở rất lớn, nhờ vậy tổn thất
năng lượng khi dùng ferrit làm lõi trong cuộn cảm rất nhỏ.Ferrit còn được dùng nhiều
trong kỹ thuật tần số cao (kỹ thuật radio, vô tuyến truyền hình, thiết bị điện và điện tử,
bộ nhớ máy tính).
Đại lượng cần phải điều chỉnh khác nữa là tổn thất từ giảo (từ giảo là hiện
tượng kích thước từ trễ biến đổi – hình dạng mũi nhọn của đường biểu diễn H–B) khi
biến đổi cường độ từ trường.
Hình 14: Cấu trúc spinel
Fe
3
O
4
có giá trị từ giảo dương trong khi các vật liệu khác có giá trị âm. Fe
3
O
4
có thể có giá trị từ giảo bằng 0, khi đó hằng số từ môi sẽ tăng, điện trở sẽ giảm. Vì
vậy, hỗn hợp ban đầu thường có thành phần Fe
2
O
momen từ lớn hơn giữa A và B. Hành vi này đã được chứng minh bởi Gorter được thể
hiện trong hình 15. Tại nơi mà hàm lượng ZnFe
2
O
4
chiếm thiểu số, momen từ dần dần
tăng với sự gia tăng trong ZnFe
2
O
4
. Kết quả là, mật độ từ thông tăng. Tuy nhiên, A-O-
B siêu tương tác trao đổi trở nên yếu bởi vì momen từ trong điểm A trở nên nhỏ hơn
cùng với sự tăng của ZnFe
2
O
4
. Kết quả là, nó sẽ yếu hơn khi chống lại sự bất ổn nhiệt
và nhiệt độ Curie, nhiệt độ chuyển tiếp từ ferit từ tính đến parmagnetism, những sự
giảm sút như vậy được hiển thị trong hình 16 theo phát hiện của Smit và Wijn.
Bảng 3: Những tính chất của ferrite từ đơn:
Cấu trúc tinh
thể
Công thức hóa
học
Mật độ từ
thông tại nhiệt
độ phòng Is[G]
Nhiệt độ Curie
Tc[K]
Tỷ trọng
*1
230 700 4.52
Spinel Li
0.5
Fe2.5O
4
310 940 4.75
Garnet Y
3
Fe
5
O
12
135 550 5.17
Ferrox planar Ba
2
Co
2
Fe
12
O
22
185 613 5.40
Ferrox planar Ba
3
Co
2
Fe2
4
O
O
3
→ 2 FeFe
2
O
4
+ ½ O
2
2 Mn
2
O
3
+ 4 Fe
2
O
3
→ 4MnFe
2
O
4
+ O
2
Phản ứng loại 1: xảy ra ở nhiệt độ tương đối thấp.
Ví dụ: khi chế tạo ferrit Zn, trong hỗn hợp bột oxit ở 580
0
C ÷ 600
0
C, sau ba giờ
có khoảng 20% ZnFe
2
Ở 950
0
C : 1,5 Mn
2
O
3
→ Mn
3
O
4
+1/4 O
2
Ở 1000
0
C : Mn
3
O
4
+ 3 Fe
2
O
3
→ 2 MnFe
2
O
4
+ ½ O
2
Sự bền vững của sản phẩm phụ thuộc nhiệt độ, áp suất riêng phần của oxy.
. Khi áp suất riêng phần của oxy nhỏ
nhất xuất hiện hai pha: MnFe
2
O
4
+ d.d. rắn MnO-FeO. Tốc độ làm nguội cũng phải đủ
nhanh để đảm bảo thành phần pha tạo thành khi nung không bị biến đổi.
VII. ỨNG DỤNG:
1. VẬT LIỆU TỪ CỨNG:
Đặc trưng của vật liệu từ cứng là có lực kháng từ Hc lớn (trên 102Oe). Tính
"cứng" của vật liệu từ cứng trước tiên thể hiện ở lực kháng từ cao, mà nguyên nhân
quan trọng đầu tiên là do tính dị hướng từ tinh thể rất lớn. Tính cứng thể hiện đơn giản
là tính khó từ hoá và khó khử từ.
Hai ứng dụng quan trọng và phổ biến nhất hiện nay của vật liệu từ cứng là !
"#$!%#"&' (Permanent magnets) và !()*+,-#)*. (Magnetic
Recording Media) cho các đĩa cứng.
NAM CHÂM VĨNH CỬU:
Có 2 loại nam châm /01234của nó là:
Nam châm đẳng hướng (Isotropic Magnet): Là nam châm được chế tạo mà trước khi
nạp từ, người ta không hề dùng các từ trường ngoài để định hướng các hạt của nam
châm.
Nam châm dị hướng (Anisotropic Magnet): Là nam châm chế tạo bằng cách có sử
dụng từ trường lớn ép định hướng theo một phương nhất định nhằm tạo ra sự định
hướng của các hạt theo một hướng trước khi nạp từ.
#567 "
Nam châm AlNiCo thường hạn chế ở kích thước nhỏ, các tính chất từ khá yếu nhưng
có tính chất cở khí rất tốt và có nhiệt độ Curie có thể đạt tới 760
o
C.
Bền nhiệt, có thể hoạt động ở nhiệt độ 550
8B
Đặc tính của nam châm ferrite là:
Có dị hướng từ tinh thể cao hơn một bậc so với nam châm AlNiCo do đó tạo ra lực
kháng từ cao hơn nhiều so với nam châm AlNiCo.
Tuy nhiên, do là hợp chất kiểu oxit và có mật độ khối thấp nên từ độ của ferite lại
thấp hơn nhiều so với của nam châm AlNiCo.
Công nghệ chế tạo nam châm này rất đơn giản, giá thành cac thành phẩm lại thấp nên
nam châm này là loại rẻ tiền nhất hiện nay. Đó là lý do chính giải thích tại sao nam
châm này chiếm thị phần lớn nhất.
Nam châm ferite không chỉ rẻ, mà còn có độ bền rất cao.
2. VẬT LIỆU TỪ CỨNG TRONG LĨNH VỰC GHI TỪ
Ứng dụng trong các ổ cứng lưu trữ thông tin. Đó là các màng mỏng từ (có tính
chất từ cứng) mà tiêu biểu là màng FePt và màng CoPt.
Có lực kháng từ đủ lớn để chống sự phá hủy tính chất do trường ngoài, nhưng
không quá lớn để khó từ hoá.
Có từ độ bão hoà cao
Đường cong từ trễ M(H) càng có dạng hình chữ nhật càng tốt
SFD hẹp (SFD = Switching Field Distribution),
Độ bền và khảnăng chống mài m.n, chống ôxi hóa tốt. Hiện nay, xu thế đang
tập trung là nâng cao mật độ ghi từ (phổ biến đang là 100 Gb/in2) nâng đến Tb/in2
bằng cách ghi vuông góc với bề mặt màng và giảm kích thước các bit từ.
3. VẬT LIỆU TỪ MỀM:
Mg ferrit đã được đưa vào sử dụng thực tế lần đầu tiên như vật liệu điện trong các ứng
dụng vi sóng
Ferrit trong vi sóng được phân thành spinel và garnet…
Và nhiều ứng dụng khác.
Nói thêm một chút về ứng dụng của hạt nano từ tính trong y - sinh học
1. Phương pháp điều trị ung thu bằng đốt nóng thân nhiệt cục bộ:
Để sử dụng ứng dụng này, các hạt nano từ tính phải là không độc hại với cơ thể,
Chúng sẽ được bao phủ bằng một chất gọi là chất hoạt hóa bề mặt là các chất có
P=m
0
πfcH2
trong đó m
0
là từ thẩm của môi trường, f là tần số từ trường xoay chiều, c là thành
phần lệch pha của độ cảm từ phức (độ hấp thụ), H là cường độ từ trường. Nếu
chuyển động của hạt nanô từ tính lệch pha so với từ trường thì một phần năng
lượng từ chuyển thành nội năng của hệ. Một chất lỏng từ được đặc trưng bởi tốc
độ hấp thụ. Với chất lỏng từ tốt giá trị này có thể đạt giá trị 45Wg tại từ trường
cỡ 0,01T.
2. Tăng độ tương phản cho ảnh cộng hưởng từ: